如图,正方形ABCD的四个顶点分别在四条平行线l1,l2,l3,l4上,这四条平行线中相邻两条之间的距离依次为h1,h2,h3,1)设正方形ABCD面积为S,求证,S=(h1+h2)2+h122)若3/2h1+h2=1,当h1变化时,说明正方形ABCD的面积S随h2r的变化情况.(h1=h3)

问题描述:

如图,正方形ABCD的四个顶点分别在四条平行线l1,l2,l3,l4上,这四条平行线中相邻
两条之间的距离依次为h1,h2,h3,
1)设正方形ABCD面积为S,求证,S=(h1+h2)2+h12
2)若3/2h1+h2=1,当h1变化时,说明正方形ABCD的面积S随h2r的变化情况.
(h1=h3)

(1)设AD、BC与l2、l3相交于点E、F。
由题意知四边形BEDF是平行四边形,
∴△ABE≌△CDF(ASA)。
∴对应高h1=h3。
(2)过B、D分别作l4的垂线,交l4于G、H(如图),
易证△BCG≌△CDH,从而根据勾股定理,得
CB2=BG2+GC2=BG2+HD2,
即:S=(h3+h2)2+h32=(h1+h2)2+h12。
(3)∵ 3 2h1+h2=1,∴h2=1- 3 2h1
由(2)知S=(h1+h2)2+h12=( h1+1- 3 2h1)2 +h12= 。
∵ h1>0,h2>0,h3>0,∴h2=1- 3 2h1>0,解得0<h1< 。
∴当0<h1< 时,S随h1的增大而减小;
当h1= 时,S取得最小值 ;
当 <h1< 时,S随h1的增大而增大。
【考点】平行的性质,勾股定理,全等三角形的判定和性质,等量代换,,二次函数的性质。
【分析】(1)由全等三角形对应高相等的性质证明即可。
(2)由△BCG≌△CDH,应用勾股定理即可证得。
(3)将已知的 3 2h1+h2=1化为 h2=1- 3 2h1代入(2)的结论: S=(h1+h2)2+h12,得到S关于 h1的二次函数,应用二次函数增减性的性质进行讨论即可。

证明1)分别过左右两个顶点作平行线的垂线,则在正方形外围着四个全等的直角三角形,直角三角形的直角边长分别为h1和h2+h3其中(h1=h3),所以整个图形为一个大正方形面积为(h1+h2+h3)^2,所以s=(h1+h2+h3)^2-1/2(h2+h3)...